La geotecnica e più in generale l’ingegneria geotecnica, come già ampimente descritto nei post precedenti, si occupano di aspetti conessi alle cosiddette opere geotecniche.
Le principali opere corrispondono a:
FONDAZIONI: trasmettono i carichi della struttura in elevazione al terreno con l’obiettivo di limitare il più possibile i cedimenti. Le variabili in giorco a cui il geotecnico deve rispondere sono il carico trasmesso dalla struttura in elevazione al terreno, le dimensioni e la profondità del piano di posa delle fondazioni.
PENDII: essi possono essere naturali o artificiali, come i fronti di scavo. Le variabili in gioco a cui il geotecnico deve rispondere nei confronti della stabilità sono l’altezza del pendio e la sua inclinazione. Qualora la stabilità non sia garantita, ad esempio in fronti di scavo troppo alti e/o ripidi occorre prevedere la progettazione di opere di sostegno, quali ad esempio paratie.
MOTI DI FILTRAZIONE: essi si inneascano ad esempio laddove siano presenti dei gradienti idraulici, come a tergo di una diga in terra o in prossimità di un pozzo di pompaggio. Alla filtrazione sono strettamente connesse sia la variazione delle pressioni interstiziali nel terreno che le perdite idrauliche.
Esempi di opere geotecniche (tratto dal volume “Geotecnica, meccanica delle terre e delle fondazioni”, J. Atkinson)
Ma quali sono i principali aspetti che deve considerare un geotecnico per la realizzazione di un’opera? Vediamo alcuni esempi.
FONDAZIONI
Caso A) Edificio su fondazione superficiale
Supponiamo di dover realizzare un edifico importante (dal peso ad es. di 300 MN) su un terreno la cui stratigrafia ha evidenziato dopo solo 5 metri di ghiaie e sabbie, la presenza di terreno “molle e cedevole”, di spessore 20 m, possiante su terreno compatto. La soluzione prospettata corrisponde a una fondazione superficiale a platea. In questi casi i principali problemi da considerare sono:
- qual è la profondità del piano di posa delle fondazioni?
- quale volume (geotecnico) significativo?
- come stimare le tensioni nei terreni in gioco?
- come garantire la stabilità delle pareti di scavo a seguito dell’asportazione del materiale?
- se è presente la falda, come abbassarne la piezometria della falda?
- se il terreno è saturo, come stimare i tempi di consolidazione dello strato argilloso?
- come migliorare la portanza del terreno di fondazione?
- quale sarà l’entità del cedimento dell’edificio in progetto?
- come gestire l’interferenza del bulbo di pressione di questo con gli edifici adiacenti?
- come calcolare la platea di fondazione?
Caso B) Edificio su pali
Supponiamo che la scelta progettuale dell’edificio precedente, con le medesime caratteristiche stratigrafiche, voglia essere progettato su pali. In questi casi le problematiche principali da considerare sono:
- la scelta del tipo di palo e l’interazione con gli edifici adiacenti;
- il calcolo del massimo carico ammissibile del singolo palo;
- la stima del numero di pali;
- l’interazione tra i pali;
- il calcolo della portata dell’intera palificata;
- la sequenza nella realizzazione della palificata.
RILEVATO
Supponiamo di dover realizzare un rilevato su terreno “molle” dallo spessore di circa 10 metri, sul quale dovrà essere collocata una struttura. Quali problematiche occorre valutare e quale soluzione adottare? Alcune delle problematiche corrispondono a:
- alla velocità di realizzazione del rilevato;
- ai materiali da utilizzare per la sua costruzione;
- alla geometria del rilevato (massima altezza, inclinazione dei paramenti etc.);
- alle tecniche di miglioramento dei terreni di fondazione;
- alla stima dei cedimenti del rileavato;
- alla valutazione di optare alla soluzione del precarico e in tal caso occorre valutare per quanto tempo dovrà agire il precarico.
BACINO DI RITENUTA (DIGA IN TERRA O UN ARGINE)
Supponendo di dover realizzare una diga in terra (o un argine), quali problematiche geotecniche dovranno essere valutate? Le problematiche sono diverse, le prime corrispondono alla scelta dei materiali da costruzione per poi passare agli aspetti progettuali. I principali quesiti corrispondono a:
- che dimesioni dovrà avere la diga in terra e il suo volume di invaso?
- che tipologia di materiali utilizzare e che modalità di posa in opera?
- quale spessore di rivestimento per il paramento di monte in pietrame per contenere il possibile rigonfiamento del nucleo in argilla della diga?
- come verificare la permeabilità del materiale del corpo della diga una volta messo in opera e compattato?
- come valutare possibili fenomeni di sifonamento?
- quali limitazioni assegnare all’esercizio dell’invaso?
OPERA DI CONTENIMENTO
Supponendo di dover realizzare un’opera di contenimento, quale ad esempio una paratia, quali problematiche geotecniche dovranno essere valutate? Le principali problematiche corrispondono a:
- alla scelta della tipologia;
- alla valutazione della profondità di infissione;
- alla valutazione della tipologia di ancoraggio e alla sua posizione;
- al calcolo delle pressioni trasmesse dal terreno alla paratia.
